地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)施工方法比較與選擇-二建市政實務考點
2020年二級建造師報名在即,考生們都在積極備考,但有許多考生可能在這個階段會不知從何下手來進行學習,小編為大家整理了二級建造師《市政公用工程管理與實務》的一些知識點與考點,希望對考生們有所幫助。
考點:地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)施工方法比較與選擇
(一)噴錨暗挖(礦山)法
施工基本流程見圖2K313012-1。
淺埋暗挖技術(shù)多用于第四紀軟弱地層,由于圍巖自承能力比較差,為避免對地面建筑物和地下構(gòu)筑物造成破壞,需要嚴格控制地面沉降量。因此,初期支護要剛度大,支護要及時。初期支護必須從上向下施工,二次襯砌模筑必須通過變形量測確認初期支護結(jié)構(gòu)基本穩(wěn)定時,才能施工,而且必須從下往上施工,絕不允許先拱后墻施工。
淺埋暗挖法與新奧法相比,更強調(diào)地層的預支護和預加固。因為地鐵工程基本是在城鎮(zhèn)施工,對地表沉降的控制要求比較嚴格。淺埋暗挖法支護襯砌的結(jié)構(gòu)剛度比較大,初期支護允許變形量比較小,有利于減少底層的擾動及保護周邊環(huán)境。
(1)地層預加固和預支護
在城市地鐵隧道施工中,經(jīng)常遇到砂礫土、砂性土、黏性土或強風化基巖等不穩(wěn)定地層。這類地層在隧道開挖過程中自穩(wěn)時間短暫。往往在初期支護尚未來得及施作,或噴射混凝土尚未獲得足夠強度時,拱墻的局部地層已開始坍塌。為此,需采用地層預加固、預支護的方法,以提高周圍地層的穩(wěn)定性。常用的預加固和預支護方法有:小導管超前預注漿和管棚超前支護等。
(2)隧道土方開挖與支護
采用淺埋暗挖法開挖作業(yè)時,所選用的掘進方式及工藝流程,應保證最大限度地減少對地層的擾動,提高周圍地層自承作用和減少地表沉降。根據(jù)不同的地質(zhì)條件及隧道斷面,選用不同的開挖方法,但其總原則是:預支護、預加固一段,開挖一段;開挖一段,支護一段;支護一段,封閉成環(huán)一段。初期支護封閉成環(huán)后,隧道處于暫時穩(wěn)定狀態(tài),通過監(jiān)控量測,確認達到基本穩(wěn)定狀態(tài)時,可以進行二次襯砌施工。
(3)初期支護形式
在軟弱破碎及松散、不穩(wěn)定的地層中采用淺埋暗挖法施工時,除需對地層進行預加固和預支護外,隧道初期支護施做的及時性及支護的強度和剛度,對保證開挖后隧道的穩(wěn)定性、減少地層擾動和地表沉降,都具有決定性的影響。在諸多支護形式中,鋼拱錨噴混凝土支護是滿足上述要求的最佳支護形式。
(4)二次襯砌
在淺埋暗挖法中,初期支護的變形達到基本穩(wěn)定,且防水結(jié)構(gòu)施工驗收合格后,可以進行二次襯砌施工。這是淺埋暗挖法中二次襯砌施工與一般隧道襯砌施工的主要區(qū)別。其他現(xiàn)澆工藝和機械設備與一般隧道襯砌施工基本相同。
(5)監(jiān)控量測
利用監(jiān)控量測信息指導設計與施工是淺埋暗挖施工工序的重要組成部分。在設計文件中應提出具體要求和內(nèi)容,監(jiān)控量測的費用應納入工程成本。在實施過程中施工單位要有專門機構(gòu)執(zhí)行與管理,并由項目技術(shù)負責人統(tǒng)一掌握、統(tǒng)一領(lǐng)導。經(jīng)驗證明拱頂沉降是控制穩(wěn)定較直觀的和可靠的判斷依據(jù),水平收斂和地表沉降有時也是重要的判斷依據(jù)。對于地鐵隧道來講,地表沉降測量顯得尤為重要。
(二)盾構(gòu)法
1.盾構(gòu)法施工,其基本施工步驟如下:
(1)在盾構(gòu)法隧道的始發(fā)端和接收端各建一個工作(豎)井。
(2)盾構(gòu)在始發(fā)端工作井內(nèi)安裝就位。
(3)依靠盾構(gòu)千斤頂推力(作用在已拼裝好的襯砌環(huán)和反力架)將盾構(gòu)從始發(fā)工作井的墻壁預留洞門推出。
(4)盾構(gòu)在地層中沿著設計軸線推進,在推進的同時不斷出土和安裝襯砌管片。
(5)及時地向襯砌背后空隙注漿,防止地層移動和固定襯砌環(huán)位置。
(6)盾構(gòu)進入接收工作井并被拆除,如施工需要,也可穿越工作井再向前推進。
2.盾構(gòu)法施工隧道具有以下優(yōu)點:
(1)除豎井施工外,施工作業(yè)均在地下進行,既不影響地面交通,又可減少對附近居民的噪聲和振動影響;
(2)盾構(gòu)推進、出土、拼裝襯砌等主要工序循環(huán)進行,施工易于管理,施工人員也較少;
(3)在一定覆土范圍內(nèi),隧道的施工費用不受覆土量影響,適宜于建造覆土較深的隧道;
(4)施工不受風雨等氣候條件影響;
(5)當隧道穿過河底或其他建筑物時,不影響航運通行和建(構(gòu))筑物的正常使用。
(6)土方及襯砌施工安全、掘進速度快。
(7)在松軟含水地層中修建埋深較大的長隧道往往具有技術(shù)和經(jīng)濟方面的優(yōu)越性。
【口訣:人少洞深含水層】
3.盾構(gòu)法施工存在的問題:
(1)當隧道曲線半徑過小時,施工較為困難;
(2)在陸地建造隧道時,如隧道覆土太淺,則盾構(gòu)法施工困難很大,而在水下時,如覆土太淺則盾構(gòu)法施工不夠安全;
(3)盾構(gòu)施工中采用全氣壓方法以疏干和穩(wěn)定地層時,對勞動保護要求較高,施工條件差;
(4)盾構(gòu)法隧道上方一定范圍內(nèi)的地表沉降尚難完全防止,特別在飽和含水松軟的土層中,要采取嚴密的技術(shù)措施才能把沉降限制在很小的限度內(nèi);
(5)在飽和含水地層中,盾構(gòu)法施工所用的拼裝襯砌,對達到整體結(jié)構(gòu)防水的技術(shù)要求較高。
(6)對于結(jié)構(gòu)斷面尺寸多變的區(qū)段適應能力較差。
4.對使用管片的技術(shù)要求:
盾構(gòu)到達接收井(進洞)時,由于前方已無土體,對管片收縮量就有影響,容易造成管片松弛和錯臺。為此,建議在進洞時的10環(huán)管片上增設縱向拉緊裝置,并適當加強第一次螺栓緊固力。工作井在盾構(gòu)洞口應預埋現(xiàn)澆鋼筋混凝土環(huán)梁筋。一般盾構(gòu)從硬地層到軟地層易下沉、扎頭,此時要注意盾構(gòu)推進保持勻速,推進時要嚴格控制出土量,保持土壓平衡,必要時同步注漿,適當增加壓力,并提早做管片二次壓漿,減少本區(qū)段管片的沉降。作為盾構(gòu)法隧道設計,此時應進行隧道縱向強度和變形驗算,適當加大螺栓直徑。
5.隧道內(nèi)的水平運輸以及地面的垂直運輸:
隧道內(nèi)配套的水平運輸往往也關(guān)系到整個施工的進度。通過整個施工流程來看,隧道水平運輸包括管片、砂漿以及其他材料的運進,土壓平衡盾構(gòu)還有掘進所出渣土的運出。如果配套合理并留有一定的富余能力,對整個工程施工工期將起到很好地促進作用。在國內(nèi)外,也有整個出渣土的水平運輸為皮帶運輸?shù)膶嵗?,通過不斷增加的皮帶運輸組來跟進盾構(gòu)的前進。
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